高校化工专业-物理化学-课件-06章_化学平衡.pptVIP

物理化学电子教案—第六章 第六章 化学平衡 §6.1 化学反应的平衡条件—— 反应进度和化学反应的亲和势 化学反应的平衡条件和反应进度 的关系 化学反应的平衡条件和反应进度 的关系 化学反应的平衡条件和反应进度 的关系 判断化学反应的方向与限度 判断化学反应的方向与限度 判断化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 为什么化学反应通常不能进行到底？ 化学反应的亲和势 化学反应的亲和势 §6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式 热力学平衡常数 用化学反应等温式判断反应方向 溶液中反应的平衡常数 溶液中反应的平衡常数 溶液中反应的平衡常数 溶液中反应的平衡常数 §6.3 平衡常数的表示式 平衡常数与化学方程式的关系 §6.4 复相化学平衡 §6.5 标准摩尔生成Gibbs自由能 标准摩尔生成Gibbs自由能 离子的标准摩尔生成Gibbs自由能 数值的用处 数值的用处 Ellingham 图 Ellingham 图 §6.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 温度对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 压力对化学平衡的影响 惰性气体对化学平衡的影响 § 6.7 同时化学平衡 §6.8 反应的耦合 耦合反应的用途： §6.9 近似计算 转折温度 反应后系统的体积增加 在压力不太大时，因凝聚相的 值不大，压力影响可以忽略不计。 增加压力 下降，对正反应不利 反应后系统的体积变小 增加压力 上升，对正反应有利 惰性气体不影响平衡常数值，当 不等于零时，加入惰性气体会影响平衡组成。 惰性气体的影响取决于 的值 增加惰性气体， 值增加，括号项下降 因为 为定值，则 项应增加，产物的含量会增加 对于分子数增加的反应，加入水气或氮气，会使反应物转化率提高，使产物的含量增加。 反之，对于分子数减少的反应，加入惰性气体，会使反应向左移动 在一个反应系统中，如果同时发生几个反应，当到达平衡态时，这种情况称为同时平衡。 在处理同时平衡的问题时，要考虑每个物质的数量在各个反应中的变化，并在各个平衡方程式中同一物质的数量应保持一致。 例1： 已知在该温度下， 600 K时， 与 发生反应 同时存在如下两个平衡： 生成 后，继而又分解为 求 的平衡转化率 今以计量系数比的 和 开始 解：设开始时 和 的量各为1.0，到达平衡时，HCl 的转化分数为 x，生成 的转化分数为y，则在平衡时各物的量为： 因为两个反应的 都等于零，所以 将两个方程联立，解得 的转化率为0.048 生成 的产率各不相同 耦合反应（coupling reaction） 设系统中发生两个化学反应，若一个反应的产物在另一个反应中是反应物之一，则这两个反应称为耦合反应。例如： 利用 值很负的反应，将 负值绝对值较小甚至略大于零的反应带动起来。 例如：在298.15 K时： 反应(1)、(2)耦合，使反应(3)得以顺利进行。 对于液相和固相反应的经验平衡常数，由于标准态不同，故有不同的表示形式 对于液相反应，相应的经验平衡常数有 严格讲， 是温度压力的函数，但忽略压力对凝聚相反应的影响，近似将 看作是温度的函数 除 外，经验平衡常数的单位不一定是1 下标 m 表示反应进度为 1 mol 时的标准Gibbs自由能的变化值。显然，化学反应方程中计量系数呈倍数关系， 的值也呈倍数关系，而 值则呈指数的关系。 例如： （1） （2） 有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。 什么叫复相化学反应？ 只考虑凝聚相是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相反应的热力学平衡常数只与气态物质的压力有关。 某一反应达化学平衡时 在参与反应的 N 种物质中，有 n 种是气体，其余凝聚相处于纯态 设所有气体为理想气体，代入其化学势表示式 令： 代入上式并整理，得： 对于凝聚相，设 所以复